本申請要求于2022年4月20日在韓國提交的韓國專利申請第10-2022-0049145號的優(yōu)先權(quán)，通過引用將該專利申請的公開內(nèi)容結(jié)合在此。本公開內(nèi)容涉及一種用于制造干電極的混合物粉末、以及一種包括該混合物粉末的干電極膜。本公開內(nèi)容還涉及一種包括衍生自該干電極膜的電極活性材料層的干電極。

背景技術(shù)：

1、干電極可以通過在不使用溶劑的情況下將諸如電極活性材料、導(dǎo)電材料和粘合劑樹脂的電極材料混合成粉末形式以制備用于電極的混合物粉末、壓延以制備自支撐型(free-standing?type)干電極膜、以及層壓到集電器上來制備。圖3和圖4示意性地示出了用于制造干電極的方法。

2、參照圖3，干電極膜130是通過將用于電極的混合物粉末120置于兩個旋轉(zhuǎn)壓延輥110之間以將其壓實而制成的，并且在這種情況下，為了調(diào)節(jié)膜厚度、負(fù)載量、孔隙率等，通過輥對輥連續(xù)工序多次施加壓實工序。在輥對輥連續(xù)工序期間，電極膜中可能容易出現(xiàn)針孔，這使得難以提高制造成品率。

3、特別是，膜的機械性能太低，無法根據(jù)混煉和研磨之后所獲得的電極混合物粉末的條件進行輥對輥工序，并且在至于各輥中之前由粉末團聚引起的橋接(bridging)可能會在膜中造成針孔或未涂覆區(qū)域。因此，需要研究一種用于電極的混合物粉末及其制造方法，該混合物粉末具有足夠的流動性以防止干電極的制造中的團聚，并改善干電極膜的機械性能。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、技術(shù)問題

2、本公開內(nèi)容旨在提供一種用于電極的混合物粉末，該混合物粉末具有改進的流動性和較少的細(xì)粉末的產(chǎn)生，從而在通過輥對輥連續(xù)工序制備干電極膜時防止制造機器的污染，從而提高工序效率。本公開內(nèi)容還旨在提供一種包括該用于電極的混合物粉末的干電極膜，該干電極膜具有較少的表面缺陷和高的機械強度。很明顯，本公開內(nèi)容的這些和其他目的和優(yōu)點可以通過所附權(quán)利要求中提出的手段或方法及其組合來實現(xiàn)。

3、技術(shù)方案

4、本公開內(nèi)容的第一方面涉及一種用于電極的混合物粉末，該用于電極的混合物粉末包括電極活性材料和粘合劑聚合物，其中所述粘合劑聚合物包括聚四氟乙烯(ptfe)或聚烯烴或其兩種或更多種的組合，振實密度等于或小于1.80g/cc，振實壓實率小于45％，以及顆粒的d10直徑為35μm或更大，d90直徑為1700μm或更小。

5、根據(jù)本公開內(nèi)容的第二方面，在第一方面中，混合物粉末的hausner比為1.45至1.7。

6、根據(jù)本公開內(nèi)容的第三方面，在第一或第二方面中，電極活性材料包括由以下[化學(xué)式1]表示的鋰過渡金屬復(fù)合氧化物：

7、[化學(xué)式1]

8、li1+a(nixcoymnzm1w)1-ao2-bm2b

9、其中-0.1≤a≤0.3，x+y+z+w＝1，0.3≤x<1.0，y和z各自獨立地為0或更大且為0.7或更小，0≤w≤0.1，0≤b≤0.05，m1包括al、mg、ge、mo、nb、si、ti、zr、cr、w、v或fe、或這些元素的兩種或更多種的組合，m2包括硼(b)、磷(p)或氟(f)、或這些元素的兩種或更多種的組合。

10、根據(jù)本公開內(nèi)容的第四方面，在第三方面中，鋰過渡金屬復(fù)合氧化物以基于100重量％的電極活性材料的50重量％或更大的量被包括。

11、根據(jù)本公開內(nèi)容的第五方面，在第一至第四方面的任一者中，電極活性材料以基于100重量％的電極活性材料的50重量％或更大的量包括磷酸鐵鋰化合物。

12、根據(jù)本公開內(nèi)容的第六方面，在第一至第五方面的任一者中，粘合劑聚合物由于施加剪切應(yīng)力而全部或至少部分地原纖化。

13、根據(jù)本公開內(nèi)容的第七方面，在第一至第六方面的任一者中，用于電極的混合物粉末的振實壓實率為42％或更小。

14、根據(jù)本公開內(nèi)容的第八方面，在第一至第七方面的任一者中，用于電極的混合物粉末的粒徑d10為150μm或更小。

15、根據(jù)本公開內(nèi)容的第九方面，在第一至第八方面的任一者中，用于電極的混合物粉末的粒徑d90為300μm或更大。

16、根據(jù)本公開內(nèi)容的第十方面，在第一至第九方面的任一者中，用于電極的混合物粉末進一步包括導(dǎo)電材料。

17、本公開內(nèi)容的第十一方面涉及一種干電極膜，該干電極包括根據(jù)第一至第十方面的用于電極的混合物粉末，其中該用于電極的混合物粉末通過壓制被壓成自支撐型(free-standing?type)片狀。

18、本公開內(nèi)容的第十二方面涉及一種干電極，該干電極包括集電器和通過層壓工序接合的干電極膜。

19、本公開內(nèi)容的第十三方面涉及一種電化學(xué)裝置，該電化學(xué)裝置包括負(fù)極、正極、和插置于負(fù)極與正極之間的隔板，其中所述負(fù)極和/或所述正極是根據(jù)第十二方面所述的干電極。

20、本公開內(nèi)容的第十四方面涉及一種用于制造根據(jù)第一至第十方面所述的用于電極的混合物粉末的方法，所述方法包括：(s10)混合包括電極活性材料和粘合劑聚合物的電極材料；(s20)混煉經(jīng)混合的電極材料；和(s30)研磨步驟(s20)的所得物。

21、本公開內(nèi)容的第十五方面涉及一種用于制造干電極的方法，所述方法包括：(s40)將在第十四方面中所獲得的用于電極的混合物粉末壓制成型以便形成自支撐型干電極膜；和(s50)將所述膜和集電器接合。

22、有益效果

23、根據(jù)本公開內(nèi)容的用于電極的混合物粉末具有低的振實密度和振實壓實率，因此具有良好的流動性和較少的細(xì)粉末的產(chǎn)生。因此，當(dāng)通過輥對輥連續(xù)工序制備干電極膜時，可以防止粉末對制造機器的污染，從而提高工序效率。此外，當(dāng)將混合物粉末放入機器中時，可以防止橋接，從而減少干電極膜中針孔的出現(xiàn)。因此，由根據(jù)本公開內(nèi)容的用于電極的混合物粉末所獲得的干電極膜具有突出的機械強度，例如高的拉伸強度和斷裂伸長率。

技術(shù)特征：

1.一種用于電極的混合物粉末，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于電極的混合物粉末，其中所述混合物粉末的hausner比為1.45至1.7。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于電極的混合物粉末，其中所述電極活性材料包括由以下[化學(xué)式1]表示的鋰過渡金屬復(fù)合氧化物：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于電極的混合物粉末，其中所述鋰過渡金屬復(fù)合氧化物以基于100重量％的所述電極活性材料的50重量％或更大的量被包括。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于電極的混合物粉末，其中所述電極活性材料以基于100重量％的所述電極活性材料的50重量％或更大的量包括磷酸鐵鋰化合物。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于電極的混合物粉末，其中所述粘合劑聚合物由于施加剪切應(yīng)力而全部或至少部分地原纖化。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于電極的混合物粉末，其中所述用于電極的混合物粉末的振實壓實率為42％或更小。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于電極的混合物粉末，其中所述用于電極的混合物粉末的粒徑d10為150μm或更小。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于電極的混合物粉末，其中所述用于電極的混合物粉末的粒徑d90為300μm或更大。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于電極的混合物粉末，進一步包括：

11.一種干電極膜，包括：

12.一種干電極，包括：

13.一種電化學(xué)裝置，包括：

14.一種用于制造根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于電極的混合物粉末的方法，所述方法包括：

15.一種用于制造干電極的方法，包括：

技術(shù)總結(jié)
根據(jù)本公開內(nèi)容的用于電極的混合物粉末具有低的振實密度和振實壓實率，因此具有良好的流動性和較少的細(xì)粉末的產(chǎn)生。因此，當(dāng)通過輥對輥連續(xù)工序制備干電極膜時，可以防止粉末對制造機器的污染，從而提高工序效率。此外，當(dāng)將混合物粉末放入機器中時，可以防止橋接，從而減少干電極膜中針孔的出現(xiàn)。因此，由根據(jù)本公開內(nèi)容的用于電極的混合物粉末所獲得的干電極膜具有突出的機械強度，例如高的拉伸強度和斷裂伸長率。

技術(shù)研發(fā)人員：申東穆,韓在成,申東午
受保護的技術(shù)使用者：株式會社LG新能源
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21